Question

14．如圖是高爐煉鐵時高爐內(nèi)的化學變化過程，回答下列問題：
（1）若所用鐵礦石的主要成分為氧化鐵，寫出A區(qū)和B區(qū)發(fā)生反應的化學方程式：A區(qū)3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，B區(qū)C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂、CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO．
（2）取少量煉出的生鐵放入燒杯中，加入足量稀鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色，反應的化學方程式為Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
當反應停止后，可觀察到燒杯底部有黑色不溶物，該物質是C，請設計一個簡單實驗證明該物質的成分，簡要寫出主要操作和現(xiàn)象將黑色固體放在坩堝內(nèi)加熱至其燃燒，并在火焰上方罩一個杯壁沾有澄清石灰水的燒杯，杯壁出現(xiàn)白色斑點．
（3）用一氧化碳冶煉含雜質4%的生鐵50t，需純度為80%的赤鐵礦石多少噸？
（用兩種方法解題，假設冶煉過程中鐵沒有損失，且雜質中不含鐵）

Answer 1

分析 根據(jù)高爐煉鐵過程中的化學反應進行分析解答，生鐵是鐵和碳的混合物，鐵能與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，碳能燃燒生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；根據(jù)化學式以及化學方程式計算赤鐵礦石的質量即可．

解答 解：（1）據(jù)圖可以看出，A區(qū)是一氧化碳和氧化鐵高溫反應生成鐵和二氧化碳，B區(qū)是碳和氧氣點燃生成二氧化碳，C區(qū)是二氧化碳和碳高溫反應生成一氧化碳，故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂；CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（2）鐵能與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，氯化亞鐵的水溶液為淺綠色，碳不與鹽酸反應，要證明是碳，可以將其燃燒，然后在火焰的上方罩一個附有石灰水的燒杯，故填：有氣泡產(chǎn)生，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色；Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；C將黑色固體放在坩堝內(nèi)加熱至其燃燒，并在火焰上方罩一個杯壁沾有澄清石灰水的燒杯，杯壁出現(xiàn)白色斑點；
（3）設需要純度為80%的赤鐵礦石的質量為x
2Fe--Fe₂O₃
112       160
50t×96%  80%x
$\frac{112}{160}=\frac{50t×96%}{80%x}$
x=85.7 t
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                     112
80%x                   50t×96%
$\frac{160}{112}=\frac{80%x}{50t×96%}$
x=85.7t
答：需純度為80%的赤鐵礦石85.7t．

點評 本題考查的是高爐煉鐵過程中化學方程式的書寫以及根據(jù)化學方程式計算的知識，完成此題，可以依據(jù)已有的知識進行．